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Chemische Thermodynamik und Energetik

Chemische Thermodynamik
Fundamentale Begriffe der Chemie

Auch das Wort Thermodynamik hat griechische Wurzeln, so ist es zusammengesetzt aus thermos = warm/heiß und dynamis = Kraft. Ursprünglich bezeichnete man damit die Lehre, die sich mit den Vorgängen befasst, die in Wärmekraftmaschinen ablaufen – die Thermodynamik ist ganz klar ein Kind des Dampfmaschinenzeitalters, im Laufe der Jahre aber durchaus „erwachsen“ geworden.

So lag ihr Ursprung in den Arbeiten des französischen Physikers Nicolas Léonard Sadi Carnot, der dem in der Physik häufig behandelten Carnot-Prozess seinen Namen gab. Jüngste Forschungen im Bereich der Thermodynamik werden mithilfe gigantischer Rechenleistung simuliert, man spricht dann von der sog. statistischen Thermodynamik, die sich teilweise mit der modernen Quantenmechanik überschneidet.

Wir beschäftigen uns in der Chemie zum Glück mit greifbareren Problemen, im engeren Sinne versteht man hier unter Thermodynamik denjenigen Teil der Wärmelehre, der sich mit der Umwandlung der Wärme in eine andere Energieform oder umgekehrt mit der Umwandlung irgendeiner Energieform in Wärme beschäftigt. Im erweiterten Sinne umfasst sie alle Wechselwirkungen zwischen thermodynamischen Systemen und dem Einfluss von Temperatur, Druck, Zusammensetzung usw. auf die Zustände dieser Systeme.

Dieses Teilgebiet der Thermodynamik, das sich mit den bei chemischen Prozessen auftretenden Wärmeumsätzen und den Wirkungen von Wärme auf diese befasst, wird auch Chemische Thermodynamik oder allgemein Thermochemie genannt. Seltener wird statt des Wärmeumsatzes das Leisten von mechanischer Arbeit in den Fokus gerückt, etwa bei Gasentwicklungen.

Im Folgenden werden wir uns mit den Details beschäftigen, die hinter Begriffen wie Erhaltungssatz, thermodynamisches System oder Temperatur stecken.

 

Lückentext
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Das Teilgebiet der Thermodynamik, das sich mit den bei chemischen Prozessen auftretenden Wärmeumsätzen und den Wirkungen von Wärme auf diese befasst, wird allgemein genannt. 

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Vorstellung des Online-Kurses Physikalische ChemiePhysikalische Chemie
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Physikalische Chemie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

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  • Chemische Thermodynamik
    • Einleitung zu Chemische Thermodynamik
    • Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Einleitung zu Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Energie
      • Chemische Thermodynamik und Energetik
    • Grundlagen
      • Einleitung zu Grundlagen
      • Erhaltungssätze
      • Systemarten & Reaktionsbedingungen
    • Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Einleitung zu Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Enthalpie
        • Einleitung zu Enthalpie
        • Der Satz von Hess
        • Kalorimetrie
      • innere Energie
      • Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
      • Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik
      • Freie Enthalpie
    • Auf einen Blick: Hauptsätze der Thermodynamik
    • Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Bestimmung der Wärmekapazität eines Kalorimeters
      • Der Taschenwärmer
  • Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    • Einleitung zu Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    • Reaktionsgeschwindigkeit: beinflussende Faktoren
      • Einleitung zu Reaktionsgeschwindigkeit: beinflussende Faktoren
      • Temperatur
      • Katalysator
      • Druck und Zerteilungsgrad
    • Anwendungsbeispiele
      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele
      • Fotometrie
      • Potentiometrie
    • Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
      • Einleitung zu Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
      • Enzyme
      • Exkurs: Katalyse
        • Einleitung zu Exkurs: Katalyse
        • Chemisorption
        • Homogene und heterogene Katalyse
        • Katalysatorgifte
      • Enzymreaktionen
        • Einleitung zu Enzymreaktionen
        • Substrat- und Wirkungsspezifität
        • Aktives Zentrum
        • Katalasereaktion – Beispiel einer Enzymreaktion
        • Michaelis-Menten-Kinetik
        • Biokatalysatoren – Einfluss von Temperatur und pH auf Enzyme
        • Enzymhemmung
          • Einleitung zu Enzymhemmung
          • Kompetitive Hemmung
          • Nichtkompetitive Hemmung
        • Denaturierung
        • Experiment: Temperaturabhängigkeit der Amylase
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